齿轮一章课堂练习
1.渐开线齿廓上K点的压力角应是所夹
的锐角，齿廓上各点的压力角都不相等，在基圆上的压力角等于。
2.一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是。
3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是。
4.为了使一对渐开线直齿圆柱齿轮能连续定传动比工作，应使实际啮合线段大于或等于。
5.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。
6.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，这对齿轮的中心距为。
7.一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其啮合角的数值与
圆上的压力角总是相等。
8.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与重合，啮合角在数值上等于上的压力角。
9.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹是一条
线。
10.齿轮分度圆是指的圆；节圆是指
的圆。
11.渐开线上任意点的法线必定与基圆，直线齿廓的基圆半径为。
12.渐开线齿轮的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差
时，。
13.共轭齿廓是指一对的齿廓。
14.标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件
是。
15.决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数
有；写出用参数表示的齿轮尺寸公式：
r=；r b=；r a=；r f= 。
16.渐开线齿廓上任一点的法线必定切于圆，渐开线外齿轮齿廓曲线在齿轮的圆上的压力角为最大值。
17.用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是。
18.齿条刀具与普通齿条的区别是。
19.开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为。
20.当直齿圆柱齿轮的齿数少于z min时，可采用变位的办法来避免根切。
21.齿廓啮合基本定律为：互相啮合的一对齿廓，其角速度之比与
成反比。如要求两角速度之比为定值，则这对齿廓在任何一点接触时，应使两齿廓在接触点的公法线。
22.决定单个渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的五个基本参数
是，其中参数是标准值。
23.直齿圆柱齿轮的法节是指。它在数值上等于齿距。
24.渐开线直齿圆柱齿轮齿廓上任一点的曲率半径等
于；渐开线齿廓在基圆上任一点的曲率半径等
于；渐开线齿条齿廓上任一点的曲率半径等于。
25.渐开线直齿圆柱外齿轮齿廓上各点的压力角是不同的，它在
上的压力角为零，在上的压力角最大；在上的压力角则取为标准值。
26.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，按标准中心距安装时，其顶隙和侧隙分别为、。两轮的圆将分别与其
圆相重合；两轮的啮合角将等于角。
27.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非正确安装时，节圆与分度圆
不，分度圆的大小取决于，而节圆的大小取决
于。
28.用范成法切制渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，应满
足。
29.用齿条型刀具切制标准齿轮时，应将齿条刀具的
线和被加工齿轮的圆相切并作纯滚动。
30.用齿条刀具范成加工模数为m，齿数为z，变位系数为x的齿轮，如果齿条刀具移动s，则齿轮毛坯相应转过的角度应为。
31.用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条刀具中线，加工变位齿轮时，中线与分度圆。被加工齿轮与齿条刀具相“啮合”时，齿轮节圆与分度圆。
32.用标准齿条插刀加工标准齿轮时，是刀具的线与轮坯的
圆之间作纯滚动；加工变位齿轮时，是刀具的线与轮坯的
圆之间作纯滚动。
33.在设计一对渐开线直齿圆柱变位齿轮传动时，既希望保证标准顶隙，又希望得到无侧隙啮合，为此，采取办法是。
34.无侧隙啮合的一对正传动齿轮来说，两轮分度圆的相对位置关系
是，而齿顶高降低系数y 零。
35.对无侧隙啮合负传动的一对齿轮来说，两轮分度圆的相对位置关系
是，而啮合角α’比零传动的α’。
36.有一对m=4mm，α=20?，h a*=1，c*=0.25的标准直齿圆柱齿轮传动，当正确安装时，顶隙为，理论上的侧隙为；当中心距变动量α’－α=0.5mm时，顶隙变。
37.在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比较，下列参数的变化是：齿厚；基圆半径；齿根
高。
38.一对直齿圆柱齿轮传动模数m=2mm，齿数z1=15，z2=45，α=20?，h a*=1，现要求安装的实际中心距mm
=，在设计这对齿轮时，应选用传动，理
a60
由是。
39.一对直齿圆柱齿轮的变位系数之和x1+x2＞0时称为传动，
x1+x2＜0 时称为传动；一个齿轮的变位系数x＞0称为位齿轮，x＜0称为变位齿轮。
40.一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。( )
41.一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是p b1=p b2。( )
42.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮，其啮合角一定为20?。( )
43.一对直齿圆柱齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。－－( )
44.一对相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时，其分度圆压力角也随之加大。( )
45.标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距。－－－( )
46.渐开线标准齿轮的齿根圆恒大于基圆。－－－－－( )
47.渐开线直齿圆柱齿轮同一基圆的两同向渐开线为等距线。－－( )
48.一个渐开线圆柱外齿轮，当基圆大于齿根圆时，基圆以内部分的齿廓曲线，都不是渐开线。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－( )
49.对于单个齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。－－－－－－－( )
50.根据渐开线性质，基圆之内没有渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大些。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－( )
51.所谓直齿圆柱标准齿轮就是分度圆上的压力角和模数均为标准值的齿轮。( )
52.共轭齿廓就是一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓。－－－－( )
53.齿廓啮合基本定律就是使齿廓能保持连续传动的定律。－－－－( )
54.渐开线齿廓上各点的曲率半径处处不等，基圆处的曲率半径为r b。－－－－－－( )
55.渐开线齿廓上某点的曲率半径就是该点的回转半径。－－－－－( )
56.在渐开线齿轮传动中，齿轮与齿条传动的啮合角始终与分度圆上的压力角相等。( )
57.用范成法切制渐开线直齿圆柱齿轮发生根切的原因是齿轮太小了，大的齿轮就不会根切。－－－－－－－－－－－－( )
58.用成形铣刀加工α=20?，h a*=1，z=13的渐开线直齿圆柱齿轮时，一定会发生根切现象。－－－－－－－－－－－－－－－－－( )
59.范成法切削渐开线齿轮时，一把模数为m、压力角为α的刀具可以切削相同模数和压力角的任何齿数的齿轮。－－－－－－－( )
60.齿数z＞17的渐开线直齿圆柱齿轮用范成法加工时，即使变位系数x＜0，也一定不会发生根切。－－－－－－－－－－－( )
61.变位系数0
x的渐开线直齿圆柱齿轮一定是标准齿轮。－－－－( )
=
62.一对正传动的渐开线直齿圆柱齿轮传动中，也可以有负变位齿轮。( )
63.渐开线正变位齿轮与标准齿轮相比较，其基圆半径r b加大了。( )
64.渐开线正变位齿轮与标准齿轮相比较，其分度圆齿厚S增大了。( )
65.只有相互啮合的渐开线齿轮的变位系数x1，x2都是正值时，这对齿轮传动才叫正传动。－－－－－－－－－－－－( )
66.一对渐开线直齿圆柱齿轮在无侧隙传动且中心距a=m(z1+z2)/2时，则必定是一对标准齿轮传动。－－－－－－－－－－－－－－( )
67.影响渐开线齿廓形状的参数有z，a等，但同模数无关。－－( )
68.渐开线直齿圆柱齿轮传动中，齿厚和齿槽宽相等的圆一定是分度圆。( )
69.满足正确啮合条件的大小两直齿圆柱齿轮齿形相同。－－－－( )
70.渐开线标准直齿圆柱齿轮A，分别同时与齿轮B、C啮合传动，则齿轮A 上的分度圆只有一个，但节圆可以有两个。－－－－－－－－－－－－( )
71.m，α，h a*，c*都是标准值的渐开线直齿圆柱齿轮，一定是标准直齿圆柱齿轮。( )
72.标准齿轮就是模数、压力角及齿顶高系数均为标准值的齿轮。( )
73.两对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮，各轮齿数和压力角均对应相等，第一对齿轮的模数m=4mm，第二对齿轮的模数m=5mm，则第二对齿轮传动的重合度必定大于第一对齿轮的重合度。－－－－－－－－( )
72.因为渐开线齿轮传动具有轮心可分性，所以实际中心距稍大于两轮分度圆半径之和，仍可满足一对标准齿轮的无侧隙啮合传动。－－－－－( )
73.一对渐开线直齿圆柱齿轮在节点处啮合时的相对滑动速度大于在其他
点啮合时的相对滑动速度。－－－－－－－－－－－－－－－( )
74.在所有渐开线直齿圆柱外齿轮中，在齿顶圆与齿根圆间的齿廓上任一点K均满足关系式r K=r b/cosαK。－－－－－－－－－－－( )
75.α=20 ，h a*=1的一对渐开线标准圆柱直齿轮传动，不可能有三对齿同时啮合。( )
76.变位齿轮传动的中心距a’=(z1+z2)m/2+(x1+x2)m。－－－－－－( )
77.一个渐开线标准直齿圆柱齿轮和一个变位直齿圆柱齿轮，它们的模数和压力角分别相等，它们能够正确啮合，而且它们的顶隙也是标准的。( )
78.齿数、模数分别对应相同的一对渐开线直齿圆柱齿轮传动和一对斜齿圆柱齿轮传动，后者的重合度比前者要大。－－－( )
79.齿距为p1=12.566371mm、压力角为α1=20?的渐开线直齿圆柱齿轮能够与周节为p2=11.808526mm、压力角为α2=0?的直齿齿条正确啮合传动吗？为什么？
80.用模数，m=2mm，α=20?的滚刀加工一直齿圆柱变位外齿轮，要使该齿轮的分度圆齿厚比标准齿轮的齿厚减薄0.364mm。问其变位系数x=?
81.已知被加工的直齿圆柱齿轮毛坯的转动角速度ω=1rad/s，齿条刀移动的线速度v d=60mm/s，m d=4mm，刀具中线(分度线)与齿轮毛坯轴心的距离a=58mm。试问：(1)被加工齿轮的齿数应是多少?(2)这样加工出来的齿轮是标准齿轮还是变位齿轮？如为变位齿轮，那么是正变位，还是负变位？其变位系数x是多少？
82.图示为一渐开线AK，基圆半径r b=20mm，K点向径r K=35mm。试画出K 点处渐开线的法线，并计算K点处渐开线的曲率半径ρK。
83.如图所示为一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，ω1，ω2分别为主动轮1和从动轮2的角速度，r b1，r b2为两轮的基圆半径；r a1，r a2为两轮的顶圆半径，
r1’，r2’为两轮的节圆半径。
84.有两个m=3mm，α=20 ，h a*=1，c*=0.25标准齿条，其中线间的距离为52mm，现欲设计一个齿轮同时带动两齿条，但需作无侧隙传动，而齿轮的轴心O1在两齿条中线间距的中点上(如图示)。试问
(1)齿轮是否为标准齿轮？试确定其齿数z1、分度圆直径d1及齿厚s1；
(2)齿条移动的速度v2是否为(52/2)×ω1为什么？
85.已知一齿条如图(μL =0.001m/mm)，其中t －－t 为其中线，P 为当其与齿轮啮合传动时的节点。要求：
(1)画出与该齿条相啮合而不发生干涉(齿条为刀时，即根切)的渐开线标准齿轮(齿数最少)的基圆与分度圆；
(2)若齿轮为原动件，画出当齿轮沿ω1方向回转时，其与该齿条的啮合线，标出实际啮合线段21B B 和理论啮合线段N 1N 2；
(3)标出齿条在实线位置和虚线位置时，其齿廓上的啮合点K 的位置。
86.对渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知m=2mm，α=20?，h a*=1，c*=0.25，a’=51.87mm，i12=2 (不允许有误差)。要求
(1)正确选取并确定齿数z1，z2；
(2)确定这对齿轮的传动类型及啮合角α’；
(3)若大齿轮不变位，确定x1=?并计算两轮的主要尺寸d1，d2，d a1，d a2，d b1，
d b2。
注：无侧隙方程：invα’=2(x1+x2)/(z1+z2)tgα+invα
齿轮传动 一、选择题 7-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。 A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损 C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合7-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。 A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损 C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合7-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。 A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损 C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合7-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A．靠近齿顶处 B．靠近齿根处 C．节线附近的齿顶一侧 D．节线附近的齿根一侧
7-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。 A．40Cr调质 B．适当增大模数m C．45钢齿面高频淬火 D．铸钢ZG310-570 7-6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。 A．大、小齿轮的硬度相等 B．小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C．大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面 7-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。 A．1Hσ=2Hσ B. 1Hσ＜2Hσ C．1Hσ＞2Hσ D．1Hσ≤2Hσ7-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。 A．不变 B．增为原应力的2倍 C．增为原应力的4倍 D．增为原应力的16倍
7-9．一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。 A. σ＞2Fσ B. 1Fσ＜2Fσ F 1 C. σ =2Fσ D. 1Fσ≤2Fσ 1 F 7-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。 A．先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B．只需按接触强度设计 C．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D．只需按弯曲强度设计。 7-7．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z1的原则是________。 A．z1 越多越好 B．z1 越少越好 C．z1 ≥17，不产生根切即可 D．在保证弯曲强度的前提下选多一些 7-12．设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以________。 A．提高轮齿的弯曲疲劳强度 B．提高齿面的接触疲劳强度
习 题（答案） 1．选择题 1）一般开式齿轮传动的主要失效形式是 3 。 （1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损或轮齿疲劳折断 （4）轮齿塑性变形 2）高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 1 。 （1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损 （4）轮齿疲劳折断 3）材料为45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 2 。 （1）（45～50）HRC （2）（220～270）HBW （3）（160～180 ）HBW （4）（320～350）HBW 4）齿面硬度为（56～62）HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 3 。 （1）齿坯加工、淬火、磨齿、滚齿 （2）齿坯加工、淬火、滚齿、磨齿 （3）齿坯加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 （4）齿坯加工、滚齿、磨齿、淬火 5）齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 2 。 （1）跑合阶段 （2）稳定性磨损阶段 （3）剧烈磨损阶段 （4）齿面磨料磨损阶段 6）对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 4 。 （1）按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 （2）按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 （3）只需按接触强度设计 （4）只需按弯曲强度设计 7）一对标准直齿圆柱齿轮，已知1z =18，2z =72，则这对齿轮的接触应力 3 。 （1）H2H1σσ> （2）H2H1σσ< （3）H2H1σσ= （4）H2H1σσ≤ 8）一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的 2 必须相等。 （1）直径 （2）模数 （3）齿宽 （4）齿数 9）设计闭式硬齿面齿轮传动时，若直径一定，则应取较少齿数，使模数增大以 2 。 （1）提高齿面接触强度 （2）提高齿根弯曲疲劳强度 （3）减少加工切削量，提高生产率 （4）提高抗塑性变形能力 10）在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而把模数增大，则可以 2 。 （1）提高齿面接触强度 （2）提高轮齿的弯曲强度 （3）弯曲与接触强度均可提高 （4）弯曲与接触强度均不变 11）当 4 ，则齿根弯曲强度增大。 （1）模数不变，增多齿数 （2）模数不变，减小中心距 （3）模数不变，增大直径 （4）齿数不变，增大模数 12）轮齿弯曲强度计算中齿形系数与 3 无关。 （1）齿数 （2）变位系数 （3）模数 （4）斜齿轮的螺旋角 13）齿轮传动在以下几种工况中 3 的齿宽系数可取大些。 （1）悬臂布置 （2）不对称布置 （3）对称布置 （4）同轴式减速器布置
齿轮传动练习题 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 4 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计 5 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 6 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 7 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力。 A. σH1＞σH2 B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 8 对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 C. 先按磨损条件计算 D. 先按胶合条件计算 9 设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使。 A. 两者硬度相等 B. 小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C. 大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D. 小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面 10 一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的必须相等。 A. 直径d B. 模数m C. 齿宽b D. 齿数z 11 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，直径一定时应取较少的齿数，使模数增大以。 A. 提高齿面接触强度 B. 提高轮齿的抗弯曲疲劳强度 C. 减少加工切削量，提高生产率 D. 提高抗塑性变形能力
第10章 轮系（习题答案） 10.1 解： 1、2－2’、3－3’、4－4’和5组成定轴轮系 200 ' 4'3'2154325 115== = z z z z z z z z n n i mm mz r r n n 402 min /5.2'5'5'55== == s mm v v n r r v /5.1060 26'5' 5'5'5'5=== =π? 10.2 解： 定轴轮系：1、2、3 1313311376 121276n n z z n n i = ?= + ==， 121 22 112521212 52n n z z n n i - =?- =-== 周转轮系：4、5、6和H 49734 66446 - =- =--= z z n n n n i H H H 497376 12 5212 49 731164- =--- ? -=--H H H H n n n n n n n n 因为6342,n n n n ==
所以 558 11+== H H n n i 10.3 解： 3 1 33113 -=- =--= z z n n n n i H H H 因为0 3 =n 所以 4 11+== H H n n i 结论：当手柄转过90°（即 901=?）时， 5 .224 11==??H ，且同向。 10.4 解： 3 2' 21323113 + =+ =--= z z z z n n n n i H H H 把120,12031-==n n 代入上式， 3 212012031= ---= --H H H H n n n n n n 得：min /600r n H +=，方向与1n 相同。
齿轮传动 例1 二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？ 答：在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。 由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R 和模数m 大时，加工困难，制造成本提高。 例3 一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：z 1= 25，z 2 = 75，m = 3 mm ，d φ= 1，小齿轮的转速 n =970 r/min 。主从动轮的][H σ 1 = 690 MPa ，][H σ 2 = 600 MPa ，载荷系数K = 1.6， 节点区域系数Z H = 2.5，材料弹性系数Z E = 189.8 MPa ，重合度系数εZ =0.9，是按接触疲 劳强度，求该齿轮传动传递的功率。 提示：接触疲劳强度校核公式为 ][ ) 1(2211H H E H u bd u KT Z Z Z σσε≤+= 解：由已知条件： u = z 2 / z 1 = 75/25 = 3 d 1 = m z 1 = 3×25 = 75 mm b =φd d 1 = 1×75 = 75 mm 因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力： )1(2][21221+???? ? ??=u K u bd Z Z Z T E H H εσ )13(6.12375759.08.1895.260022+??????? ? ????== 195182 Nmm = 195.182 Nm 齿轮传动所能传递的功率为： =??=?=30 970182.1953011ππn T P 19826 W = 19.826 kW
第六章轮系计算题专项训练(答案) 1、如图所示,已知:z １=16,ｚ＝32,z 2 ，＝2０，z ３ ＝40，蜗杆z 3 ，=2,蜗轮z 4 ＝４0，n 1 =８ 00r/min。试求蜗轮的转速n 4 并确定各轮的回转方向。 ２、在图示轮系中，已知z1、ｚ2、z２'、z3、z４、ｚ４'、z5、z５'、z6。求传动比i1６ 。 i16=z2ｚ４z5z6/z1z2'ｚ４'z5' 3、图示轮系中蜗杆1为双头左旋蜗杆Z １ ＝２，转向如图所示。蜗轮的齿数为Ｚ2＝50，蜗杆２为单头右旋蜗杆Ｚ2’＝1, 蜗轮３的齿数为Z３=40，其余各轮齿数为Z3’＝3０, Z4=2０, Z４’=2６， Z５＝１8， Z5’＝４６, Z6＝16, Z7=２２。求i１7。
i１7=Z２Z3Z4Z5Z6Z7/Z1Z2'Z3＇Ｚ4'Z5'Z6=50*40*２０*１８＊２2/2*1*30*26*46= 2２0.7 ４、在习题图8所示的轮系中，已知ｚ 1=15 , ｚ 2 =25 , z 2’ =15 , ｚ ３ =３0 ， z ３’ =１５ , z ４=30， z 4’ =２，ｚ 5 =６０, 若n 1 =５00 r/miｎ，求齿轮5转速的大小和方向。 （n 5 =２.5 r/ｍin , 顺时针）
2002151515603030254534231251=??????=='''z z z z z z z z n n ,)/(5.2200 50020015m r n n ===；齿轮5的方向可以画箭头确定。 ５、在图示轮系中，已知ｚ1、z 2、ｚ2＇、ｚ３、z 4、 z 4'、 z 5、 ｚ5＇、ｚ6。 求传动比 i 16。 ? 6、如图所示轮系,已知122344524,46,23,48,35,20,48z z z z z z z ''=======,1O 为主动轴。试计算轮系的传动比15i 并确定齿轮5的转动方向。
第17章轮系(作业) 1. 由一系列齿轮所组成的传动系统，称为轮系，它一般分为定轴轮系和周转轮系两类。 2. 轮系主要应用在以下几方面：(1) 中心距较大，(2) 大传动比，(3) 变速运动，(4) 改变从动轮转向。 3. 轮系中主动轴与最后一根从动轴的转速之比，称为该轮系的传动比。若用i kl表示，则下标k表示主动轮，l表示从动轮。 4. 计算轮系传动比时，除计算其数值大小，还要判断其转向。首末两轮转向相同为＋号，转向相反为－号。 5. 在定轴轮系中，只改变传动比符号而不改变传动比大小的齿轮，称为惰轮。 6. 惰轮的作用有两个：(1)改变转向；(2)增大传动中心距。 7. 在周转轮系中，轴线固定的齿轮称为中心轮，轴线转动的齿轮称为行星轮，而支持行星轮的构件称为系杆。 8. 周转轮系按所需主动件数（或机构自由度数）又可分为行星轮系和差动轮系两类。有两个主动件的周转轮系，称为差动轮系。 9. 周转轮系的传动比可通过转化后的转化轮系求解获得。 10. 少齿差行星齿轮传动的优点是(1) 结构紧凑、(2) 传动比大、(3) 重量轻、(4) 效率高。 11. 一对外啮合圆柱齿轮传动，其转向相反，故传动比为B；而一对内啮合圆柱齿轮传动，其转向相同，故传动比为A。 A．正；B．负。
12. 定轴轮系总传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积，其数值等于所有B 轮齿数的连乘积与所有A轮齿数的连乘积之比。 A.主动；B．从动。 13. 对于平行轴定轴轮系，其总传动比的正负号决定于该轮系中外啮合的齿轮对数m，m 是偶数为正，首末两轮转向B。 A.相反；B．相同。 14. 惰轮在计算总传动比数值时A计入，在决定总传动比正负号时B计入。 A. 不需；B．需要。 15. 用箭头表示图中各轮的转向，并指出哪一个是惰轮。 其中z2是惰轮其中z2,z3是惰轮其中z2是惰轮16. 试确定下列定轴轮系的传动比，并确定其末端转动或移动方向。 (1) 卷扬机传动系统，求蜗轮转速及重物G的移动速度及方向。 已知：z1＝18，z2＝36,z3=20,z4=40,z5=2,z6=50,D=200mm.
6.1 如图6.1所示的轮系中，已知双头右旋蜗杆的转速 9001=n r/min ，转向如图所示，602=z ，252='z ，203=z ，253='z ，204=z 。求4n 的大小与方向。 图6.1 【分析】本题轮系是定轴轮系，而且是轴线不平行的空间定轴轮系。 解： 2.1925 25260202032123414=????==''z z z z z z i 875.462.199004== n r/min 方向如图6.1所示 【评注】参见6.1.3中第（2）部分“空间定轴轮系传动比的计算”。 6.2 如图6.2所示，已知轮系中601=z ，152=z ，202='z ，各轮模数均相同，求3z 及H i 1。
图6.2 【分析】本题是由1、2、2′、3、H 组成一个行星轮系。 解：由同心条件得 )(2 )(22321'-=-z z m z z m 则 651520602213=-+=-+='z z z z 16 316131206065151112132131=-=??-=??-=-='z z z z i i H H 齿轮1与行星架H 的转向相同。 【评注】在求3z 时，应用到行星轮系各齿轮齿数确定的四个条件。比如对于各轮均为标准齿轮的2K —H 型轮系，（1）保证实现给定的传动比113)1(z i z H -=；（2）满足同心条件（即保证两太阳轮和系杆的轴线重合）2132z z z +=；（3）满足k 个行星轮均布安装（即满足装配条件）k z z n 13+=（n 为整数）；（4）满足邻接条件（即保证相邻行星轮不致相互碰撞）。 6.3 在图6.3所示轮系中，已知各轮齿数为：1001=z ， 304322===='z z z z ，805=z 。求传动比41i 。 【分析】该轮系是一个周转轮系。该轮系有一个行星架H ，三个行星轮（2、2′、3），以及分别和三个行星轮相啮合的三个中心轮（1、4、5）。
一、填空题： 1．轮系可以分为：定轴轮系和 周转轮系 。 2．定轴轮系是指：当轮系运动时，各轮轴线位置固定不动的轮系； 周转轮系是指：轮系运动时，凡至少有一个齿轮的轴线是绕另一齿轮的轴线转动的轮系。 3．周转轮系的组成部分包括： 太阳轮 、 行星轮 和 行星架 。 4．行星轮系具有 1个自由度，差动轮系有 2自由度。 5、行星轮系的同心条件是指：要使行星轮系能正常运转，其基本构件的回转线必须在同一直线上。 6、确定行星轮系中各轮齿数的条件包括：传动比条件、同心条件、均布条件、邻接条件。 7、正号机构和负号机构分别是指：转化轮系的传动比H 1n i 为正号或者负号的周转轮系。 动力传动中多采用 负号 机构。 二、分析计算题 1、在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使3’和4’啮合。双移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为z 1=42，582=z ,38' 3=z ,42' 4=z ,48' 5=z , 48' 6=z 电动机的转速为n 1=1445r/min ，求带轮转速的大 小和方向。 解：3858 48 3842484258'5'31' 6'426116-=????= -==z z z z z z n n i min /9466r n -=(与电动机转动方向相反) 2、在图示的轮系中，已知各轮齿数为20z z z z z 65321=====, 已知齿轮1、4、5、7为同轴线，试求该轮系的传动比17i 。 （1）z z z z z 41231225 520100=++==?= z z z z 75612332060=+==?=
（2）i z z z z z z z z z z 17 323467 12356 1 =-()=- ? ? =- 10060 2020 15 3、在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n11440 = r/min，转动方向如图示， 其余各轮齿数为：40 2 = z，20 '2 = z，30 3 = z，18 '3 = z，54 4 = z，试：（1）说明轮系属于何种类型； （2）计算齿轮4得转速n4； （3）在图中标出齿轮4的转动方向。 （1）定轴轮系 （2）n z z z n z z z 4 1231 234 12018 403054 14408 = ??? ?? = ?? ?? ?= ''r/min （3）n4方向←。 4、如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数 均已知，试求传动比 15 i，并指出当提升重物时手 柄的转向（从左往右看时的转向） 解：方向判断用画箭头的方法完成，从左往 右看时的转向为逆时针方向。 2345 1 15'' 51234 20304052 '2015118 577.7 z z z z n i n z z z z ??? === ??? =
第5章 思考题 5-1 齿轮传动要匀速、连续、平稳地进行必须满足哪些条件 答 齿轮传动要均匀、平稳地进行，必须满足齿廓啮合基本定律．即i 12=ω1/ω2=O 2P ／O 1P ，其中P 为连心线O 1P 2与公法线的交点。 齿轮传动要连续、平稳地进行，必须满足重合度ε≥l ，同时满足一对齿轮的正确啮合条件。 5-2渐开线具有哪些重要的性质渐开线齿轮传动具有哪些优点 答：参考教材。 5-3具有标准中心距的标准齿轮传动具有哪些特点 答 若两齿轮传动的中心距刚好等于两齿轮节圆半径之和，则称此中心距为标准中心距．按此中心距安装齿轮传动称为标准安装。 （1)两齿轮的分度圆将分别与各自的节圆重合。 (2)轮齿的齿侧间隙为零。 (3)顶隙刚好为标准顶隙，即c=c*m=。 5-4何谓重合度重合度的大小与齿数z 、模数m 、压力角α、齿顶高系数h a *、顶隙系数c*及中心距a 之间有何关系 答 通常把一对齿轮的实际啮合线长度与齿轮的法向齿距p b 的比值εα。称为齿轮传动的重合度。重合度的表达式为： εα=[z 1(tan αal —tan α’)±z 2(tan αa2-tan α’)/2π 由重合度的计算公式可见，重合度εα与模数m 无关．随着齿数z 的增多而加大，对于按标准中心距安装的标准齿轮传动，当两轮的齿数趋于无穷大时的极限重合度εα= 此外重合度还随啮合角α’的减小和齿顶高系数h a *的增大而增大。重合度与中心距a 有关(涉及啮合角α’)，与压力角α、顶隙系数c*无关。 5-5 齿轮齿条啮合传动有何特点为什么说无论齿条是否为标准安装，啮合线的位置都不会改变 答 由于不论齿条在任何位置，其齿廓总与原始位置的齿廓平行．而啮合线垂直于齿廓，因此，不论齿轮与齿条是否按标准安装，其啮合线的位置总是不变的，节点位置确定，齿轮的节圆确定；当齿轮与齿条按标准安装时，齿轮的分度圆应与齿条的分度线相切。这时齿轮的节圆与其分度圆重合，齿条的常节线也与其分度线重合。因此，传动啮合角α’等于分度圆压力角α，也等于齿条的齿形角α。 5-6节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别 答 节圆是两轮啮合传动时在节点处相切的一对圆。只有当一对齿轮啮合传动时有了节点才有节圆，对于一个单一的齿轮来说是不存在节圆的，而且两齿轮节圆的大小是随两齿轮中心距的变化而变化的。而齿轮的分度圆是一个大小完全确定的圆，不论这个齿轮是否与另一齿轮啮合，也不论两轮的中心距如何变化，每个齿轮都有一个唯一的、大小完全确定的分度圆。 啮合角是指两轮传动时其节点处的速度矢量与啮合线之间所夹的锐角，压力角是指单个齿轮渐开线上某一点的速度方向与该点法线方向所夹的角。根据定义可知，啮合角就是节圆的压力角。对于标准齿轮．当其按标准中心距安装时．由于节圆与分度圆重合，故其啮合角等于分度圆压力角。 5-7．试问当渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数应为多少又当齿数大于以上求得的齿数时，试问基圆与齿根圆哪个大 答：cos b d mz α=，
思考题（第10-17章）： 第10章联接 1 用于连接的螺纹一般是何种螺纹？用于传动一般有哪些？ 2 什么是粗牙螺纹、细牙螺纹? 3 螺纹联接基本类型有哪些？各适用于什么场合？ 4、螺纹联接预紧的作用是什么？为什么对重要联接要控制预紧力？ 5、为什么螺纹联接常需要防松？其防松原理有哪些？ 6、受横向载荷的螺栓组联接，什么情况下宜采用铰制孔用螺栓？ 7、普通紧螺栓联接中的螺栓危险截面上都有什么应力存在？强度计算公式中1.3的含义是什么？ 8、常用的提高螺栓联接强度的措施有哪些？ 9、普通螺栓紧联接的强度条件是什么？ 10、平键联接有哪几种？各适用什么场合? 11 .平键联接有哪些失效形式？主要失效形式是什么? 应怎样进行强度校核？ 12. 采用两个平键时，一般怎样布置，承载力能否按单键的2倍来计算？ 13 . 导键联接的主要失效形式是什么? 应对联接进行哪方面的计算？ 14.如何选取普通平键的尺寸b×h×L? 它的公称长度L与工作长度l、轮毂长度间有什 么关系？ 15. 平键和楔键的工作面都是键的两侧面，对否？ 16 、销的作用是什么？举出几种常见的销。 第11章齿轮传动 1、齿轮传动常见的失效形式有哪些？失效的原因是什么？ 2、开式传动与闭式传动的主要失效形式是什么？ 3、齿面点蚀首先发生在什么部位？为什么？ 4、轮齿折断有几种？ 5、什么叫软齿面齿轮、硬齿面齿轮？为什么一对软齿面齿轮的大小齿轮硬度有一定差值？ 7、总结直齿、斜齿圆柱齿轮传动受力分析的特点和规律。 8、试述直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度校核公式中各项参数的名称及意义；在齿面接触疲劳强度计算中，若大小齿轮的许用应力不相等，应代入哪个值计算？ 9、试述直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式中各项参数的名称及意义。
一、填空题： 1．轮系可以分为：定轴轮系和 周转轮系 。 2．定轴轮系是指：当轮系运动时，各轮轴线位置固定不动的轮系； 周转轮系是指：轮系运动时，凡至少有一个齿轮的轴线是绕另一齿轮的轴线转动的轮系。 3．周转轮系的组成部分包括： 太阳轮 、 行星轮 和 行星架 。 4．行星轮系具有 1个自由度，差动轮系有 2自由度。 5、行星轮系的同心条件是指：要使行星轮系能正常运转，其基本构件的回转线必须在同一直线上。 6、确定行星轮系中各轮齿数的条件包括：传动比条件、同心条件、均布条件、邻接条件。 7、正号机构和负号机构分别是指：转化轮系的传动比H 1n i 为正号或者负号的周转轮系。 动力传动中多采用 负号 机构。 二、分析计算题 1、在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使3’和4’啮合。 双移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为 z 1=42，582=z ,38'3=z ,42'4=z ,48' 5=z , 48' 6=z 电动机的转速为n 1=1445r/min ，求带轮转速的大 小和方向。 解：385848 3842484258'5'31'6'4 26116-=????=-==z z z z z z n n i min /9466r n -=(与电动机转动方向相反) 2、在图示的轮系中，已知各轮齿数为20z z z z z 65321=====, 已知齿轮1、4、5、7为同轴线，试求该轮系的传动比17i 。 （1）z z z z z 41231225 520100=++==?= z z z z 75612332060=+==?=
（2）i z z z z z z z z z z 17323467123561=-() =-??=-10060202015 3、在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n 11440= r/min ，转动方向如图示，其余各轮齿数为：40 2=z ，20 '2=z ，303=z ，18 '3=z ，54 4=z ，试： （1）说明轮系属于何种类型； （2）计算齿轮4得转速n 4； （3） 在图中标出齿轮4的转动方向。 （1） 定轴轮系 （2） n z z z n z z z 4123123412018403054 14408=?????=?????='' r/min （3）n 4 方 向←。 4、如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比15i ，并指出当提升重物时手柄的转向（从左往右看时的转向） 解：方向判断用画箭头的方法完成，从左往右看时的转向为逆时针方向。 2 345115''5123420304052'2015118577.7 z z z z n i n z z z z ???===???=
7-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A ．靠近齿顶处 B ．靠近齿根处 C ．节线附近的齿顶一侧 D ．节线附近的齿根一侧 7-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。 A ．40Cr 调质 B ．适当增大模数m C ．45钢齿面高频淬火 D ．铸钢ZG310-570 7-6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。 A ．大、小齿轮的硬度相等 B ．小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C ．大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D ．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面 7-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr ；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。 A ．1H σ=2H σ B. 1H σ＜2H σ C ．1H σ＞2H σ D ．1H σ≤2H σ 7-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。 A ．不变 B ．增为原应力的2倍 C ．增为原应力的4倍 D ．增为原应力的16倍 7-9．一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z 2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。 A. 1F σ＞2F σ B. 1F σ＜2F σ C. 1F σ =2F σ D. 1F σ≤2F σ 7-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。 A ．先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B ．只需按接触强度设计 C ．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D ．只需按弯曲强度设计。 7-7．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z 1的原则是________。 A ．z 1 越多越好 B ．z 1 越少越好 C ．z 1 ≥17，不产生根切即可 D ．在保证弯曲强度的前提下选多一些
11-1 在图示的轮系中，已知各轮齿数为z z z z z 1235620=====，已知齿轮1、4、5、 7为同轴线，试求该轮系的传动比i 17。 11-2 在如图所示的电动三爪卡盘传动轮系中，已知各轮齿数为16z =，2225z z '==， 357z =，456z =，试求传动比14i 。 11-3 在图示轮系中，已知各轮齿数为120z =，234z =，318z =，436z =，578z =， 6726z z ==。试求传动比1H i 。
11-6 在图示的轮系中，已知各轮齿数为122z =，388z =，46z z =，试求传动比16i 。 11-8 求图示卷扬机减速器的传动比1H i 。若各轮的齿数为124z =，248z =，230z '=， 360z =，320z '=，440z =，4100z '=。 11-10 在图示的轮系中，已知各轮齿数：11z =，240z =，224z '=，372z =，318z '=， 4114z =，蜗杆左旋，转向如图示。求轮系的传动比1H i ，并确定输出杆H 的转向。 11-11 在图示轮系中，各轮模数相同，均为标准齿轮，各轮齿数如下， z z 123050==,,z z z z 4678100303050====,,,,z z 10550120==,。试求轴Ⅰ、Ⅱ之间的传动 比 I,II i 。
第十一章 轮系习题答案 11-1 （1）z z z z z 41231225520100=++==?= z z z z 75612332060=+==?= （2） i z z z z z z z z z z 173 23467 123561=-() =- ??=-10060 202015 11-2 （1）三爪卡盘传动轮系是一个行星轮系，它可以看作由两个简单的行星轮系组成。第一个行星轮系由齿轮1、2、3和行星架H 所组成；第二个行星轮系由齿轮3、2、2'、4和行星架H 组成。 （2）这两个行星轮系通过双联行星齿轮（2和2'）复合在一起。 （3）第一个行星轮系的传动比为 1 311315721 11(1)162H H z i i z =-=--=+= （4）第二个行星轮系的传动比为 234434225571 111562556H H z z i i z z '??=-=- =+=-??
第15章 齿轮传动(斜齿轮作业) 1. 确定标准斜齿轮圆柱齿轮大小及轮齿形状的基本参数有六个，除了直齿轮的五个外，还有一个是 螺旋角 。 2. 直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 模数和压力角相等 。斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 模数和压力角相等，螺旋角大小相等，方向相反 。 3. 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面是 渐开螺旋 面。 4. 在斜齿圆柱齿轮传动中，为不使轴向力过大，一般采用的螺旋角β= 8°~15° 。 5. 已知一斜齿圆柱齿轮的齿数z =24，螺旋角β=12?，则它的当量齿数z v = 25.64 。 6. 某一斜齿圆柱齿轮，当h an *=1,αn =?20,螺旋角β=?20时， 该斜齿轮不根切的最少齿数z min = 14.4 。 7. 斜齿轮的标准模数是指 A 面模数，标准压力角是指 A 面压力角，其分度圆直径d ＝ D z 。 A. 法 B. 轴向平 C. 端 D. m 1 E. m n F. m a 8. 渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角 A 法面压力角。 A. 大于； B. 小于； C. 等于。 9. 斜齿圆柱齿轮齿数、模数不变，螺旋角加大，则分度圆直径 A 。 A.加大 B.减小 C.不变 D.不一定 10. 设有一对外啮合斜齿圆柱齿轮，已知i 12=2，m n =2mm ，αn =20?，h an *=1，β=20?。求： (1)两轮均不发生根切现象时的最小齿数z 1 、z 2； (2)这时的中心距 a ； (3)如中心距a =50 mm ，拟用改变螺旋角β来凑中心距，这时β=？ (1) )20cos 20tg (arctg sin 20cos 12)cos tg (arctg sin cos 222*an min 1?????==β αβn h z =14.40 取 z 1 =15 则 z 2= i 12 z 1 =2?15=30 (4分) (2) a m z z =+=?+?? =n ()cos ()cos .1222153022047888βmm (2分) (3) cos ()().n β=+=?+?=m z z a 12221530250 09 β=25.841933? (4分) 11. 如图所示斜齿圆柱齿轮传动，轮1主动，请在图中补上其转向和螺旋线方向，并画出从动轮所受的各分力。回答下列问题： (1) 转向改变时， F t2、F a2 方向相反， F r2 方向不变。 (2) 旋向改变时， F a2 方向改变， F t2、F r2 方向不变。
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D 中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 C 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 A 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45 钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。 A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 D 。 A. 45 钢 B. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D 。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计 8一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 9 对于齿面硬度≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为 C 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 10 一减速齿轮传动，小齿轮1 选用45 钢调质；大齿轮选用45 钢正火，它们的齿面接触应力 C 。 A. σH1＞σH2 B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 11 对于硬度≤350HBS 的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 1
4-12 解： （1）一对标准直齿圆柱齿轮传动，当z、b、材料、硬度、传动功率及转速都不变时，增大模数，则可提高齿根弯曲疲劳强. 度，由于d1增大，齿面接触疲劳强度也相应提高。 （2）当m下降，z1及z2增大，但传动比不变，d1也不变时，因m下降，其齿根弯曲疲劳强度下降，因d1不变，齿面接触疲劳强度不变。 4-13 解： 该传动方案最不合理的是，因为转速不同，承载情况不同，使得两对齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度是不等的。低速级齿轮传递的转矩在忽略效率的情况下，大约为第一级的2.5倍 （i=z2/z1=50/20=2.5），而两对齿轮参数，材质表面硬度等完全相同，那么如果满足了第二级齿轮的强度，则低速级齿轮强度就不够，反之，如果低速级齿轮强度够了，则第二级齿轮传动就会过于富裕而尺寸太大，所以齿轮参数的确定是不合理。 齿轮的参数z、m及齿宽b等对箱体内的高速级或低速级应有所不同，高级速要求传动平稳，其传递的转矩小，故z1取多一 些，齿宽系数d取小一些，低速级传递转矩大，要求承载能力高，可取少一些的z1，使m大一些，齿宽系数d也大一 些。 其次，齿轮相对轴承的布置也不合理。弯曲对轴产生的变形与扭矩对轴产生的变形产生叠加增加了载荷沿齿轮宽度的分布不
均匀性，为缓和载荷在齿宽上的分布不均匀性，应使齿轮离远扭矩输入（输出）端。 4-19解：锥齿轮：圆周力Ft 在主动轮上与其回转方向相反，在从 动轮上与其回转方向相同。故Ft1方向向上，Ft2方向向左。径向力Fr 的方向由啮合点分别指向各自的轮心。轴向力的方向沿轴线分别指向各自的大端。故Fa1方向向左，Fa2方向向下。 斜齿轮：圆周力Ft 方向在主动轮上与其回转方向相反，在 从动轮上与其回转方向相同。故Ft3方向向右，Ft4方向向右。径向力Fr 的方向分别指向各自的轮心。轴向力：要使中间轴II 上轴向力尽可能小，则Fa3方向应与Fa2方向相反，即Fa3方向向上，从动轮方向与其在同一直线上，大小相等，方向相反。则Fa4方向向下。 4-27 解： (1) 低速级直齿圆柱齿轮传动 1. 选择材料 查表4-1小齿轮45钢调质，HBW 3=217~255，大齿轮45钢正火，HBW 4=162~217。计算时取HBW 3=230，HBW 4=190。(HBW 3~HBW 4=230~190=40，合适) 2. 按齿面接触疲劳强度初步设计 由表4-10 d 3≥766 3 2H d 3) 1(][u u KT +σφ 1) 小齿轮传递的转矩5208 .4/97011 95509550 223 =?==n P T N ·m
11-1在图示的轮系中，已知各轮齿数为，已知齿轮1、4、5、7为同轴线，试求该轮系的传动比。 11-2 在如图所示的电动三爪卡盘传动轮系中，已知各轮齿数为，，，，试求传动比。 11-3 在图示轮系中，已知各轮齿数为，，，，，。试求传动比。 11-6 在图示的轮系中，已知各轮齿数为，，，试求传动比。 11-8求图示卷扬机减速器的传动比。若各轮的齿数为，，，，，，。 11-10在图示的轮系中，已知各轮齿数：，，，，，，蜗杆左旋，转向如图示。求轮系的传动比，并确定输出杆H的转向。 11-11在图示轮系中，各轮模数相同，均为标准齿轮，各轮齿数如下，。试求轴Ⅰ、Ⅱ之间的传动比。 第十一章轮系习题答案 11-1 （1） （2） 11-2 （1）三爪卡盘传动轮系是一个行星轮系，它可以看作由两个简单的行星轮系组成。第一个行星轮系由齿轮1、2、3和行星架H所组成；第二个行星轮系由齿轮3、2、、4和行星架H组成。 （2）这两个行星轮系通过双联行星齿轮（和）复合在一起。
（3）第一个行星轮系的传动比为 （4）第二个行星轮系的传动比为 （5） 轮1与轮4转向相反。 11-3 （a） 因为（b） 把式（b）代入式（a）得 故 11-6 （a） （b） 由式（a）得 （c） 把式（c）代入式（a），得 11-8 （1）图示轮系为一复合轮系，由齿数1、2、、3和行星架H组成差动轮系；由齿轮、4、组成定轴轮系。 （2）定轴轮系的传动比为 （3）差动轮系的转化机构的传动比为
（4）由上式得 齿轮1与卷扬机筒的转向相同。 11-10 定轴轮系： 周转轮系： 复合轮系： 的方向如图所示。 11-11 齿轮1、2、3、4、H(轮10)组成差动轮系。齿轮5、6，7、8、9、10组成定轴轮系。(1) (2) ① (3) ② ③ (4)由式②得 代入式①得:
第十一章 齿轮系及其设计 题11-1如图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均已知，试求传动比i 15，并指出当提升重物时手柄的转向（在图中用箭头标出）。 解： 此轮系为空间定轴轮系 78 .57718115205240305043215 43215=??????= =' ''z z z z z z z z i 题11-2如图所示为一滚齿机工作台传动机构，工作台与涡轮5固联。若已知z 1=z 1′=15，z 2=35，z 4′=1（右旋），z 5=40，滚刀z 6=1（左旋），z 7=28。今要切制一个齿数z 5′=64的齿轮，应如何选配挂轮组的齿数z 2′、z 3和z 4。 解：由范成原理，滚刀6与轮坯5’的角速度比应为646 55656===' ''z z i ωω 转向如图。 这一角速度比由滚齿机工作台的传动系统来保证。 5624 2442175421155011528403515'' ''''=?=?????==i z z z z z z z z z z z z i 转向如图 可求得 25 3252=z z 至于Z 3为惰轮，其齿数可根据中心距A 24的需要确定。
2 3 4 5 6 7 1′ 4′5′ 1 题11-2 题11-3 如图所示为一千分表的示意图。己知各轮齿数如图，模数mm m 11.0=（为非标准模数）。若要测量杆1每移动mm 001.0时，指针尖端刚好移动一个刻度()mm s 5.1=。问指针的长度?=R （图中齿轮5和游丝的作用是使各工作齿轮始终保持单侧接触，以消除齿轮间隙对测量精度的影响） 解：()4332-'-组成定轴轮系 100 1160120121632431224=??===''z z z z i ?? 24100??=∴ 再由轮2与测量杆组成齿轮与齿条传动知 测杆1每移动mm 001.0时，齿轮2的转角为： 42221027.611 .029001 .022-?=??=== m Z h r h ? 此时要求指针刚好移动一刻度()mm s 5.1=，由4?R s =可得指针的长度为 mm s s R 241027.61005 .11004 24 =??== = -?? 题11-4 如图所示为绕线机的计数器。图中1为单头蜗杆，其一端装手把，另一端装被绕制线圈。2、3为两个窄蜗轮， z 2=99，z 3=100。在计数器中有两个刻度盘，在固定刻度盘的一周上有100个刻度，在与蜗轮2固联的活动刻度盘的一周上有99个刻度，指针与蜗轮3固联。问指针在固定刻度盘上和活